Arduino -aangedrewe multimeter: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

In hierdie projek bou u 'n voltmeter en ohmmeter met behulp van die digitalRead -funksie van 'n Arduino. U sal byna elke millisekonde kan lees, baie meer presies as 'n tipiese multimeter.

Uiteindelik kan die data op die seriële monitor verkry word, wat dan na ander dokumente gekopieer kan word, bv. uitblink as u die data wil ontleed.

Aangesien tipiese Arduino's beperk is tot slegs 5V, kan 'n aanpassing van die potensiële verdelerkring u die maksimum spanning wat die Arduino kan meet, verander.

Daar is ook 'n bruggelykrigterskyfie in hierdie stroombaan ingebou, waarmee die multimeter nie net DC -spanning nie, maar ook wisselspanning kan meet.

Voorrade

1) 1 x Arduino nano/Arduino Uno + aansluitkabel

2) Perfboard van 5 cm x 5 cm

3) 20 x springkabels of drade

4) 1 x 1K weerstand

5) 2x weerstande van dieselfde waarde (maak nie saak wat die waardes is nie)

6) 1 x 16x2 LCD -skerm (opsioneel)

7) 1 x DB107 bruggelykrigter (kan vervang word met 4 diodes)

8) 1 x 100K of 250K potensiometer

9) 6 krokodilknipsels

10) 1 x vergrendelende drukknop

11) 1 x 9V battery + aansluitklem

Stap 1: Verkry die materiaal

Die meeste items kan by Amazon gekoop word. Daar is 'n paar elektroniese kits op Amazon wat u voorsien van al die basiese komponente, soos weerstande, diodes, transistors, ens.

Die een wat ek gevind het om my geld te verdien, is op hierdie skakel beskikbaar.

Ek het persoonlik al die meeste komponente gehad, aangesien ek baie van hierdie tipe projekte doen. Vir die uitvinders in Singapoer, is Sim Lim Tower die plek om alle elektroniese komponente te koop. Ek

beveel ruimteelektronika, kontinentale elektronika of Hamilton -elektronika op die derde verdieping aan.

Stap 2: Begrip van die stroombaan (1)

Die kring is eintlik effens ingewikkelder as wat u sou verwag. Hierdie kring gebruik potensiële verdelers om die weerstand te meet en voeg die kenmerk van veranderlike maksimum spanning vir die voltmeter -aspek by.

Net soos hoe 'n multimeter die spanning in verskillende fases, 20V, 2000mV, 200mV, ensovoorts, kan meet, kan u met die kring die maksimum spanning wat die toestel kan meet, wissel.

Ek sal net die doel van die verskillende komponente bespreek.

Stap 3: Die kring verstaan: doel van komponente

1) Arduino word gebruik vir sy analoog -leesfunksie. Hierdeur kan die Arduino die potensiaalverskil tussen die geselekteerde analoogpen en die grondpen meet. In wese die spanning by die gekose pen.

2) Die potensiometer word gebruik om die kontras van die LCD -skerm te verander.

3) Bou voort daarop dat die LCD -skerm gebruik sal word om die spanning te wys.

4) Die twee weerstande van dieselfde waarde word gebruik om die potensiaalverdeler vir die voltmeter te skep. Dit sal dit moontlik maak om spanning bo net 5V te meet.

Oneresistor word op die perf -bord gesoldeer terwyl die ander weerstand met krokodilknipsels verbind is.

As u meer presisie en 'n maksimum spanning van 5V wil hê, verbind u die krokodilklemme sonder enige weerstand tussenin. As u 'n maksimum spanning van 10V wil hê, koppel u die tweede weerstand tussen die krokodilklemme.

4) Die bruggelykrigter word gebruik om enige wisselstroom, moontlik van 'n dinamo, in DC te skakel. Boonop hoef u nie bekommerd te wees oor positiewe en negatiewe drade as u die spanning meet nie.

5) Die 1K -weerstand word gebruik om die potensiële verdeler vir die ohmmeter te maak. Die spanningsval, gemeet aan die analoge Leesfunksie, nadat 5V in die potensiële verdeler ingevoer is, dui die waarde van die R2 -weerstand aan.

6) Die drukknop word gebruik om die Arduino tussen die Voltmeter -modus en die Ohmmeter -modus te skakel. As die knoppie aan is, is die waarde 1, die Arduino meet die weerstand. As die knoppie af is, is die waarde 0, die Arduino meet die spanning.

7) Daar kom 6 krokodilknipsels uit die kring. 2 is die voltageprobes, 2 is die ohmmeterprobes, en die laaste 2 word gebruik om die maksimum spanning van die multimeter te verander.

Om die maksimum spanning tot 10V te verhoog, voeg u die tweede weerstand met dieselfde waarde by tussen die verskillende maksimum krokodilknipsels. Om die maksimum spanning op 5V te hou, verbind die krokodilpenne sonder enige weerstand tussen hulle.

As u die spanningslimiet met behulp van die weerstand verander, moet u die waarde van VR in die Arduino -kode verander na die weerstandswaarde tussen die verskillende maksimum krokodilknipsels.

Stap 4: Sluit die stroombaan aan

Daar is 'n paar opsies om die kring saam te stel.

1) Vir beginners sal ek aanbeveel dat u die broodbord gebruik om die kring te bou. Dit is baie minder deurmekaar as soldeer, en dit sal makliker wees om te ontfout, want die drade kan maklik verstel word. Volg die verbindings wat op die fritzende beelde getoon word.

In die laaste prentjie kan u drie pare oranje drade sien wat met niks verbind is nie. Dit sluit eintlik aan by die voltmeter -sondes, ohmmeter -sondes en die maksimum spanning wat wissel. Die boonste twee is vir die ohmmeter. Die middelste twee is vir die voltmeter (kan wisselstroom- of gelykstroomspanning wees). En die onderste twee is om die maksimum spanning te verander.

2) Vir meer ervare persone, probeer om die stroombaan op 'n bord te soldeer. Dit sal meer permanent wees en langer hou. Lees en volg die skema vir leiding. Dit word die nuwe dok.

3) Uiteindelik kan u ook 'n voorafgemaakte PCB by SEEED bestel. Al wat u sou hoef te doen, soldeer die komponente. Die nodige Gerberfile word in die stap aangeheg.

Hier is 'n skakel na 'n Google Drive-lêergids met die gerber-lêer:

Stap 5: Kode vir die Arduino

#sluit LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2) in;

float analogr2;

float analogr1;

dryf VO1; / Spanning oor die potensiële verdeler vir die stroombaan wat weerstand meet

dryf Spanning;

vlot Weerstand;

dryf VR; / Dit is die weerstand wat gebruik word om die maksimum limiet van die voltmeter te verander. Dit kan gevarieer word

float Co; / Dit is die faktor waarmee die spanning wat deur die arduino aangeteken is, vermenigvuldig moet word om ook die afname in spanning van die potensiële verdeler te verklaar. Dit is die "koëffisiënt"

int Modepin = 8;

leemte opstelling ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Mode -pen, INVOER);

}

leemte -lus () {

as (digitalRead (Modepin) == HOOG)

{Resistanceread (); }

anders

{lcd.clear (); Voltageread (); }

}

leegte Resistancer lees () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

Weerstand = (2000*VO1)/(1- (VO1/5));

//Serial.println(VO1);

as (VO1> = 4,95)

{lcd.clear (); lcd.print ("lei nie"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("verbind"); vertraging (500); }

anders

{// Serial.println (Weerstand); lcd.clear (); lcd.print ("Weerstand:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (Weerstand); vertraging (500); }}

leeg Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Verander hierdie waarde hier as u 'n ander weerstandswaarde in plaas van VR het. Hierdie weerstand is weer daar om die maksimum spanning wat u multimeter kan meet, te verander. Hoe hoër die weerstand hier, hoe hoër is die spanningslimiet vir die Arduino.

Co = 5/(1000/(1000+VR));

//Serial.println(Co);

as (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0.00); lcd.print ("lei nie"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("verbind"); vertraging (500); }

anders

{Spanning = (Co * (analogr1/1023)); Serial.println (spanning); lcd.clear (); lcd.print ("Spanning:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (spanning); vertraging (500); }

}

Stap 6: Omhulsel met 3D -drukker

1. Afgesien van die akrielbehuizing, bevat hierdie instruksies ook 'n 3D -gedrukte behuising, wat effens duursamer en estetieser is.

2. Daar is 'n gat aan die bokant waarop die LCD kan inpas, en daar is ook twee gate aan die kant sodat die sondes en die Arduino -kabel kan deurkom.

3. Aan die bokant is daar nog 'n vierkantige gat waarin die skakelaar kan pas. Hierdie skakelaar verander een keer tussen die ohmmeter en die voltmeter.

3. Daar is 'n groef aan die binnekant van die mure om 'n dik stuk kaart in te skuif sodat die stroombaan behoorlik omhul is, selfs onder.

4. Om die agterpaneel vas te maak, is daar 'n paar groewe op die teksvlak waar 'n rekkie gebruik kan word om dit vas te maak.

Stap 7: 3D -druk lêers

1. Ultimaker Cura is as snyer gebruik en fusion360 is gebruik om die omhulsel te ontwerp. Ender 3 was die 3D -drukker wat vir hierdie projek gebruik is.

2. Die.step- en.gcode -lêers is albei by hierdie stap aangeheg.

3. Die.step -lêer kan afgelaai word as u die ontwerp wil wysig voordat u dit druk. Die.gcode -lêer kan direk na u 3D -drukker opgelaai word.

4. Die omhulsel is gemaak van oranje PLA en het ongeveer 14 uur geneem om dit te druk.

Stap 8: Omhulsel (sonder 3D -druk)

1) U kan 'n ou plastiekkas vir die omhulsel hê. Gebruik 'n warm mes om die gleuwe vir die LCD en die knoppie uit te sny.

2) Verder kan u my rekening raadpleeg vir nog 'n instruksie waarin ek beskryf hoe u 'n boks uit lasersnit akriel kan bou. U sal 'n svg -lêer vir die lasersnyer kan vind.

3) Uiteindelik kan u die kring sonder 'n omhulsel verlaat. Dit sal maklik wees om te herstel en aan te pas.